CN210134855U - 水平井机械堵水管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水平井机械堵水管柱，所述水平井机械堵水管柱包括依次通过油管连接的导流管、第一封隔器、第一扶正器、第二封隔器、第二扶正器、滑套开关及导向丝堵；以及设置于油管内的抽油泵，所述抽油泵一端与所述第一封隔器连接。本实用新型的水平井机械堵水管柱，解决了因悬挂器及光管段漏失造成水平井出水的问题，改善水平井开发效果，同时实现了水平井堵水后掺油，洗井，解决了水平井生产难题，提高措施效果和生产时率。

Description

水平井机械堵水管柱

技术领域

本实用新型涉及采油工程技术领域，尤指一种水平井机械堵水管柱。

背景技术

水平井开发是提高油田产量、采收率和经济效益的一项重要技术。随着水平井应用规模的持续扩大和开发周期的延长，出水问题日益突出。对于边底水发育的水平井，因水平段亏空引发的边底水侵导致的出水，采用化学分段堵水、多段塞选择性堵水等技术取得了较好效果。但水平井频繁注汽，多轮吞吐后，在热应力、地应力等多方面影响下，水平井的水平段油藏以上的套管经常出现破损及悬挂器漏失等问题。由于稠油水平井多为井间加密，直井与水平井间井距近，且油水关系复杂，油水之间隔层间距小，这样在水平井的套损及悬挂器部位附近的水层就从套管破漏处窜流，导致油井出水。油井一旦出水产油量就会急剧下降，严重影响了水平井的开发效果。针对水平井悬挂器和光管段漏失造成顶水下窜导致出水问题，目前采用液压式封隔器(如Y341封隔器)进行封堵，但只能笼统封堵，生产管柱处于封闭状态，无法掺油、洗井，给生产管理带来诸多问题。

实用新型内容

为了解决目前水平井封堵存在的无法掺油、洗井等问题，本实用新型实施例提供一种水平井机械堵水管柱，所述水平井机械堵水管柱包括依次通过油管连接的导流管、第一封隔器、第一扶正器、第二封隔器、第二扶正器、滑套开关及导向丝堵；以及

设置于油管内的抽油泵，所述抽油泵一端与所述第一封隔器连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述导流管包括上接头、下接头、连接于所述上接头与所述下接头之间的内管及外管，所述内管位于所述上接头与所述下接头的内侧，所述外管位于所述上接头与所述下接头的外侧。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外管侧壁设有通孔，所述通孔与内管及外管之间形成的通道构成排气通道。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述上接头与所述外管之间设有中间接箍，所述中间接箍的上端内侧与所述上接头的下端连接，所述中间接箍的下端内侧与所述外管的上端连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外管上端与所述第一封隔器的上端连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第一封隔器为Y211型封隔器。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第一封隔器中设有板簧，所述板簧设置于所述Y211型封隔器中的扶正体与滑环之间。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述第二封隔器为Y341型封隔器。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述滑套开关包括外罩、与所述外罩通过螺纹连接的中心管、实心滑套及剪断销钉，所述实心滑套通过所述剪断销钉固定于所述中心管内，所述外罩及所述中心管上各设置有两个孔眼。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述滑套开关还包括设置于所述外罩下端的限位固定螺钉，在所述外罩与所述中心管连接后用于限位固定。

本实用新型的水平井机械堵水管柱，解决了因悬挂器及光管段漏失造成水平井出水的问题，改善水平井开发效果，同时实现了水平井堵水后掺油，洗井，解决了水平井生产难题，提高措施效果和生产时率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一种水平井机械堵水管柱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中导流管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中第一封隔器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中第二封隔器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中滑套开关的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种水平井机械堵水管柱。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

水平井开发是提高油田产量、采收率和经济效益的一项重要技术。随着水平井应用规模的持续扩大和开发周期的延长，出水问题日益突出。对于边底水发育的水平井，因水平段亏空引发的边底水侵导致的出水，采用化学分段堵水、多段塞选择性堵水等技术取得了较好效果。但水平井频繁注汽，多轮吞吐后，在热应力、地应力等多方面影响下，水平井的水平段以上的套管经常出现破损及悬挂器漏失等问题。由于稠油水平井多为井间加密，直井与水平井间井距近，且油水关系复杂，油水之间隔层间距小，这样在水平井的套损及悬挂器部位附近的水层就从套管破漏处窜流，导致油井出水。油井一旦出水产油量就会急剧下降,严重影响了水平井的开发效果。针对水平井悬挂器和光管段漏失造成顶水下窜导致出水问题，目前，普遍采用液压式封隔器进行封堵，但只能笼统封堵，生产管柱处于封闭状态，无法掺油、洗井给生产管理带来诸多问题。

如图1所示为本实用新型实施例一种水平井机械堵水管柱的结构示意图，图中所示水平井机械堵水管柱包括依次通过油管1、油管4、油管6连接的导流管2、第一封隔器3、第一扶正器7、第二封隔器8、第二扶正器9、滑套开关10及导向丝堵11；以及设置于油管4内的抽油泵5，所述抽油泵5一端与所述第一封隔器3连接。

作为本实用新型的一个实施例，所述导流管包括上接头、下接头、连接于所述上接头与所述下接头之间的内管及外管，所述内管位于所述上接头与所述下接头的内侧，所述外管位于所述上接头与所述下接头的外侧。

在本实施例中，所述外管侧壁设有通孔，所述通孔与内管及外管之间形成的通道构成排气通道。

在本实施例中，所述上接头与所述外管之间设有中间接箍，所述中间接箍的上端内侧与所述上接头的下端连接，所述中间接箍的下端内侧与所述外管的上端连接。

在本实施例中，所述外管上端与所述第一封隔器的上端连接。

作为本实用新型的一个实施例，所述第一封隔器为Y211型封隔器。

在本实施例中，所述第一封隔器中设有板簧，所述板簧设置于所述Y211型封隔器中的扶正体与滑环之间。

作为本实用新型的一个实施例，所述第二封隔器为Y341型封隔器。

作为本实用新型的一个实施例，所述滑套开关包括外罩、与所述外罩通过螺纹连接的中心管、实心滑套及剪断销钉，所述实心滑套通过所述剪断销钉固定于所述中心管内，所述外罩及所述中心管上各设置有两个孔眼。

在本实施例中，所述滑套开关还包括设置于所述外罩下端的限位固定螺钉，在所述外罩与所述中心管连接后用于限位固定。

在本实用新型一具体实施例中，如图1所示，管柱由上到下依次为Φ88.9mm油管1、导流管2、Y211-210封隔器3、Φ114.3mm油管4、抽油泵5、Φ73mm油管6、扶正器7、小直径Y341封隔器8、扶正器9、单向实心定压滑套开关10、导向丝堵11组成，适用于水平井9⁵/₈大套管、悬挂器及光管段漏失导致出水的水平井。Φ88.9mm油管1与导流管2的上接头连接，导流管外管连接Y211-210封隔器，内管连接抽油泵。Y211封隔器下部连接Φ114.3mm油管(Φ114.3mm油管下至悬挂器以上，根据泵的下入深度，连接若干Φ114.3mm油管)，Φ114.3mm油管下部连接Φ73mm倒角油管，然后依次连接各部件。将水平井机械堵水管柱下至设计位置，上提下放使Y211-210封隔器坐封，安装好井口后，地面利用水泥车向套管注水打压，因Y211封隔器坐封，液流通过导流管进入在Φ114.3mm油管4内，经Φ73mm油管作用在Y341封隔器上，使封隔器坐封，继续打压，剪短实心定压滑套开关的销钉，实心滑套下移，进液孔露出，形成进液通道。生产时油液经进液孔进入Φ73mm油管和Φ114.3mm油管，抽油泵在Φ114.3mm油管内，处于自由悬挂状态，避免泵筒受力弯曲，减缓了管杆偏磨问题。

在本实用新型一具体实施例中，为使Y341封隔器液压坐封及堵水后能进行掺油、洗井，配套使用导流管，工作时由于外管与内管之间有通道，液流从套管环空经外管孔眼进入外管与内管之间的缝隙通道进入油管内，作用在Y341封隔器使其坐封。

具体的，如图2所示为本实用新型实施例中导流管的结构示意图，图中所示导流管包括：上接头201、中间接箍202、外管203、孔眼204、内管205及下接头206。其中，内管205及外管203连接于上接头201与下接头206之间的，所述内管位于所述上接头与所述下接头的内侧，所述外管位于所述上接头与所述下接头的外侧。外管侧壁设有通孔，即孔眼204，所述通孔与内管及外管之间形成的通道构成排气通道。所述上接头与所述外管之间设有中间接箍202，所述中间接箍的上端内侧与所述上接头的下端连接，所述中间接箍的下端内侧与所述外管的上端连接。

在本实用新型一具体实施例中，如图3所示为本实用新型实施例中第一封隔器的结构示意图，图中所示第一封隔器为重新设计的Y211-210封隔器。图中第一封隔器包括：上接头301、中心管302、调节环303、隔环304、锥体压盖305、锥体306、卡瓦307、卡瓦座308、扶正座309、扶正体310、滑环311、滑环套312及下接头313，以及板簧314。

具体的，为满足水平井9⁵/₈大套管(内径220mm)机械封堵的需要，设计了Y211-210封隔器。为保证封隔器在水平井大套管及大斜度井筒中顺畅坐封且密封可靠，针对封隔器换轨困难问题，改进封隔器换轨机构，增大了换向角度。Y211封隔器坐封时原有螺旋弹簧强度低、可靠性差及套管和摩擦块之间由于原油润滑作用摩擦力降低，封隔器换轨困难。因此，把摩擦块内的螺旋弹簧设计为板簧结构，使弹簧弹力加大，保证了摩擦块与套管之间具有足够的摩擦力，易于封隔器坐封；同时，对封隔器卡瓦材质进行了优化，采用40CrMnMo，调质后表面高频淬火，提高齿牙硬度至HRC50-55，低温回火消除应力，保障卡瓦的力学强度，确保封隔器及管柱安全可靠。

其中，第一封隔器的坐封：封隔器下井时扶正体在弹簧的作用下，紧贴套管内壁，轨道销钉处于短轨道上死点，卡瓦锁簧所在中心管上，保证封隔器顺利下井。下至预定位置后，上提管柱一定高度，轨道销钉滑至轨道下死点。此时再下放管柱，轨道销钉滑至长轨道，锥体进入卡瓦使其张开，并卡在套管内壁，再下放管柱压缩胶筒密封油套环空。第一封隔器的解封：上提油管柱，锥体脱开卡瓦，轨道销钉滑至长轨道的下死点，即可解封起出封隔器。

在本实用新型一具体实施例中，如图4所示为本实用新型实施例中第二封隔器的结构示意图，图中所示第二封隔器为Y341-131封隔器。图4中所示包括：上接头801、中心管802、琐紧套803、连接体804、连接环805、外中心管806、活塞807、活塞808、垫环809、胶筒810、隔环811、调节环812、推动液缸813、活塞814、活塞815、活塞816、下接头817、锁紧扣(单向)818、解封钉819、台阶820、坐封钉821、液压孔822及液压孔823。图4中为小直径Y341封隔器，最大外径131mm，采用大倒角设计，保证封隔器在水平井井段安全可靠，减少封隔器卡井风险。该封隔器带有防解封机构，中心管带有台阶，当封隔器坐封后，如果油套环空有液面将推动胶筒有向下运动解封趋势，此时油套环空液体依靠活塞808和垫环809间缝隙进入，推动活塞808向上依靠中心管台阶带动中心管有向上运动趋势，平衡掉液体对胶筒和中心管向下作用力。

其中，第二封隔器的坐封：封隔器下到设计位置后油管打压，水从液压孔822及液压孔823进入推动液缸813和活塞815向上运动，带动调节环812、外中心管806、连接体804、连接环805向上运动剪断坐封钉后压缩胶筒膨胀，当连接体804、连接环805运动到缩紧扣位置缩紧，防止中心管后退，此时胶筒膨胀到套管内壁密封油套环形空间。第二封隔器的解封：上提管柱，管柱带动上接头801、中心管802、琐紧套803向上运动，锁紧套803在向上运动时依靠连接体804卡牙带动804向上运动，此时由于胶筒和套管间摩擦力，剪断解封钉，连接环805和外中心管806摆脱束缚依靠胶筒弹力向下运动，胶筒回缩，封隔器解封。

此外，常规封隔器胶筒耐温低(一般＜120℃)，而稠油注汽后，开采初期地层温度可达到150℃，因此无法满足现场要求。为此，本实用新型对其胶筒进行了优选，优选出聚乙烯/丙烯酸酯橡胶，该橡胶是乙烯与甲基丙烯酸酯的共聚物，加上少量的含羧酸基的硫化单体。具有优异的耐高温和良好机械性能，温度范围＜150℃，短时间可达到175℃，封隔器坐封后，密封效果良好。

在本实用新型的一具体实施例中，图5所示为本实用新型实施例中滑套开关的结构示意图，图5中所示滑套开关包括：外罩1101、孔眼1102、剪断销钉1103、限位固定螺钉1104、实心滑套1105、中心管1106。常规直井打掉球座在水平井段因重力作用钢球不能密封中心管通孔，管柱无法密封承压导致Y341封隔器无法坐封。因此设计了实心抵押滑套开关。工作时，打压，液压作用在滑套开关上，当压力达到一定值时，剪断销钉被剪断，滑套下移，孔眼(2×15mm)露出形成进液通道，油液经孔眼进入油管生产。同时滑套开关与中心管、中心管与外罩均有密封胶圈，不会漏失。另外中心管前端有台阶，防止滑套反向移动，只能向下形成单向移动。

本实用新型的水平井机械堵水管柱，解决了因悬挂器及光管段漏失造成水平井出水的问题，改善水平井开发效果。同时针对水平井封漏堵水后无法掺油、洗井在的问题，采用双层堵水管柱结构，建立了新的循环通道，实现了水平井堵水后掺油，洗井，解决了水平井生产难题，提高措施效果和生产时率。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述水平井机械堵水管柱包括依次通过油管连接的导流管、第一封隔器、第一扶正器、第二封隔器、第二扶正器、滑套开关及导向丝堵；以及

设置于油管内的抽油泵，所述抽油泵一端与所述第一封隔器连接。

2.根据权利要求1所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述导流管包括上接头、下接头、连接于所述上接头与所述下接头之间的内管及外管，所述内管位于所述上接头与所述下接头的内侧，所述外管位于所述上接头与所述下接头的外侧。

3.根据权利要求2所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述外管侧壁设有通孔，所述通孔与内管及外管之间形成的通道构成排气通道。

4.根据权利要求2所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述上接头与所述外管之间设有中间接箍，所述中间接箍的上端内侧与所述上接头的下端连接，所述中间接箍的下端内侧与所述外管的上端连接。

5.根据权利要求2所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述外管上端与所述第一封隔器的上端连接。

6.根据权利要求1所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述第一封隔器为Y211型封隔器。

7.根据权利要求6所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述第一封隔器中设有板簧，所述板簧设置于所述Y211型封隔器中的扶正体与滑环之间。

8.根据权利要求1所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述第二封隔器为Y341型封隔器。

9.根据权利要求1所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述滑套开关包括外罩、与所述外罩通过螺纹连接的中心管、实心滑套及剪断销钉，所述实心滑套通过所述剪断销钉固定于所述中心管内，所述外罩及所述中心管上各设置有两个孔眼。

10.根据权利要求9所述的水平井机械堵水管柱，其特征在于，所述滑套开关还包括设置于所述外罩下端的限位固定螺钉，在所述外罩与所述中心管连接后用于限位固定。

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